定向能武器: 高功率微波【回映分享】

方向性起着重要的作用。由于高功率微波设备靠近天线，如果辐射能量没有得到有效的辐射，设备可能会受到损坏。高功率微波信号，由于其脉冲持续时间非常短，本质上具有非常宽的带宽。因此，天线必须满足处理这种超宽带宽的严格要求。

另一个重要的要求是馈电和辐射元件之间的适当匹配，以免由此产生的驻波引起电压击穿。HPM 天线往往是大规模的，以避免在运行电场水平电压击穿。为了满足日益增长的小平台高功率微波武器系统的需求，天线尺寸可以发挥重要作用。

天线形状也是一个问题，因为它在很大程度上影响空气击穿现象是否是一个问题在高功率水平。喇叭天线和天线阵列是目前应用最广泛的高功率微波源。不同类型的喇叭天线，包括圆锥形，圆形，矩形，波纹和半椭圆形，以及 TEM 喇叭天线，根据预期的应用，使用特定的设计。

HPM 武器化的能力和局限性

如果HPM系统要走出研究和应用实验室的限制，成为防御和进攻作用的实用武器的有力竞争者，就必须解决若干技术和操作问题。这些问题包括武器系统的紧凑性和适应一系列军事平台的效率问题、与天线孔径获得所需作战范围和峰值与平均功率有关的问题。目标捕获、跟踪和波束指向技术以及致命性评估是其他重要因素。

基于高功率微波的定向能武器的主要优势包括光速发射、全天候能力、大面积有效性、可扩展效果、深弹夹和最小附带伤害。

高速弹道导弹是轻武器，与常规动能武器有限的飞行时间相比，它基本上没有飞行时间。一枚以6马赫速度飞行的超音速导弹需要大约50秒的飞行时间才能击中300公里外的目标。另一方面，HPM 武器可以在毫秒左右命中同一目标。这一特点特别适合于攻击快速移动的目标。

与高能激光武器不同，高功率微波武器不会受到天气和大气条件的不利影响。实际上，这些都是全天候武器。

高功率微波武器是区域性武器，不像高能激光武器是点式武器。覆盖范围取决于武器的功率输出，距离目标的距离和波束发散度。这些影响所有易受伤害的设备，在其致命的足迹(图5)。

由于附带伤害最小，HPM 武器非常适合在城市环境中瞄准目标。如果友好或民用电力系统也在足迹中，可能会发生一些附带损害。HPM 武器有一个很深的弹夹。不像传统的动能武器是单发武器，高功率微波武器只要有动力源就可以运行任意次数。这也意味着降低物流成本和每次拍摄的成本。

高功率微波武器的效果是可扩展的。根据沉积在目标上的能量的大小，这种效应可能是非致命的或致命的。美国的主动拒绝系统是一种非致命的 HPM 系统，用于区域拒绝、外围安全和人群控制。它的工作原理是加热目标的表面。在杀伤人员的作用下，它是人体目标的皮肤。此外，高功率微波武器有可能在不了解系统射频输出的情况下干扰目标系统。

在高功率微波攻击的情况下，目标系统恢复极其困难，因为它可能需要组件或子系统级故障排除。高功率微波武器通过瞄准支持这些掩体的通信、电力和空气通风系统等脆弱的电子系统，对深埋的掩体非常有效。

HPM 武器的主要限制包括相对较短的作战范围、评估损害的困难以及对友方、无保护系统的损害可能性。

HPM 武器是地面武器，因此对其致命范围内所有未受保护的电子系统都有不利影响。这些可能包括民用和友好系统，这可以保护使用适当的屏蔽。在 HPM 攻击之前进行适当的计划可以防止对友方资产的意外损害。

在 HPM 武器攻击的情况下，目标伤害评估是非常困难的，因为没有任何物理破坏的迹象。仅仅因为一个系统已经停止运行或发射并不意味着它已经受到 HPM 攻击的影响。目标系统没有或存在排放物并不能可靠地确定攻击的效力。然而，先进的技术可以用来测量二阶和三阶效应，以证实结果和加强攻击评估。

与高能激光武器相比，高功率微波武器的射程相对较短。对于高功率微波武器系统，射程与功率输出和天线尺寸成正比。然而，在足够高的微波功率水平下，天线口径处的大气成为等离子体，这种现象称为大气击穿。

等离子体密度随着 HPM 脉冲持续时间的增加而增加，最终达到等离子体反射和吸收 RF 能量的点。这不仅使光束失效，而且给传输平台造成屏蔽问题。

一旦大气破坏发生，只有通过增加天线孔径才能扩大作战范围，这对便携式或机载设计来说可能是不可能的。对于不要求便携性和尺寸不是限制因素的应用，可以通过使用锁相技术和结合多个发射机来增加目标的有效孔径尺寸和功率。

另一种方法可能是采用将天线集成到系统表面的设计，这样可以使光圈和传输平台一样大。其中一种应用情况是点防御，即目标朝向武器系统而不是武器朝向目标飞行。Ranets-E 和 Vigilant Eagle HPM 系统就是这类系统的例子。
回映电子是一家基于Edge-AI技术的个护健康服务商，为企业客户提供个护健康领域全方位底层技术模块研究和产品的整体解决方案服务；欢迎大家关注企业号回映电子咨询